2025年工业机器人行业应用场景、市场规模及发展趋势
思瀚产业研究院    2025-07-28

1、行业概况

工业机器人的下游应用已经广泛覆盖汽车、电子、新能源、食品、化工、机械制造等众多行业。我国 2024年规模以上机器人制造企业工业机器人产量为 55.60 万台，工业机器人核心零部件的技术成熟、进步是推动机器人行业健康发展的重要保障。包括工业机器人控制器、伺服系统、示教器在内的控制与电气系统的性能直接影响着机器人的整体性能和智能化水平。

（1）工业机器人基本概念、定义、分类和构成

①工业机器人的定义

工业机器人是广泛用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，具有一定的自动性，可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能。工业机器人被广泛应用于电子、物流、化工等各个工业领域之中。

②工业机器人的分类

根据中国机器人产业联盟《2018 中国工业机器人产业市场报告》的分类标准，按照功能工业机器人可分为包装、上下料、喷涂、搬运、焊接、洁净室、码垛、装配等机器人。按照机械结构类型可分为多关节机器人、平面多关节机器人、坐标机器人、圆柱坐标机器人、并联机器人、工厂用物流机器人（AGV）等。

③工业机器人的构成

工业机器人通常由控制系统、驱动系统、执行系统、感知系统、决策系统及软件部分、人-机器人-环境交互系统六个子系统组成。下图蓝色概称电气控制部分，红色概称机械传动部分。

工业机器人的核心零部件包括控制器、伺服系统、减速器，决定了工业机器人的精度、稳定性、负荷能力等重要性能指标，是产业链中壁垒最高的环节。控制系统包括控制器、示教器、伺服系统，控制器是工业机器人的“大脑”，伺服系统是工业机器人的“肌肉”。

工业机器人控制系统包括示教器、控制器、伺服驱动器、伺服电机等部件。示教器是机器人的人机交互界面，为操作员提供了机器人轨迹示教、参数设置及机器人手动控制的功能；控制器功能通常包含运动控制模块、通讯模块、安全模块、示教模块。

示教模块实现实时机器人状态显示、机器人参数显示及设置、离/在线教导程序及程序导入导出；运动控制模块主要实现速度规划、加速度规划、S 型轨迹规划、圆弧插补、直线插补路径计算、运动指令解析执行等；安全模块主要实现运动指令安全预判、运动中安全信号实时故障诊断、实时机械撞击故障诊断、实时皮带断裂故障诊断(皮带传动)等；

通讯模块主要实现示教器与控制主机、控制主机与伺服系统之间的数据通讯。伺服驱动器接受主控制器下达的运动轨迹指令，根据伺服电机反馈的电流信号、转速信号、位置信号，对伺服电机进行闭环控制。伺服驱动器一般采用包含电流环、速度环、位置环的 PID 算法对伺服电机进行实时控制。

（2）工业机器人的产业链

工业机器人产业链可分为核心零部件、整机制造和系统集成三大核心环节。

①产业链上游主要为伺服系统、减速器、控制系统等核心零部件和齿轮、涡轮、蜗杆等关键材料。

②产业链中游是工业机器人整机制造，工业机器人整机制造的技术主要体现于：i、整机结构设计和加工工艺，重点解决机械防护、精度补偿、机械刚度优化等机械问题；ii、结合机械本体开发机器人专用运动学、动力学控制算法，实现机器人整机的各项性能指标；iii、针对行业和应用场景，开发机器人编程环境和工艺包，以满足机器人相关功能需求。

③产业链下游主要面向终端用户及市场应用，包括系统集成、销售代理、本地合作、工业机器人租赁、工业机器人培训等第三方服务。

（3）工业机器人的行业应用

工业机器人凭借其高精度、高效率和高可靠性，已成为现代制造业不可或缺的生产工具，在汽车制造、电子生产、物流仓储、食品加工、机械制造、医疗设备等多个领域发挥着重要作用，为企业的生产效率提升和质量控制提供了有力支持。

工业机器人在汽车、电子电气和机械等行业中的应用占据了主导地位，随着技术的进步和市场需求的变化，其在新能源、物流仓储、半导体等新兴领域的应用也在快速增长。未来，随着更多行业的自动化需求增加，工业机器人的应用范围将进一步扩大。汽车行业是工业机器人应用的最大领域之一。

工业机器人在汽车制造的各个环节，如冲压、注塑、焊接、涂装、总装等工艺中发挥着重要作用。随着新能源汽车的发展，汽车行业的机器人需求仍在增长。电子电气行业是工业机器人应用的第二大领域。工业机器人在电子产品的冲压、注塑、组装、测试、焊接等环节中被广泛应用，尤其在 3C 领域。

不同机械结构的工业机器人用途情况如下：

多关节机器人广泛应用于汽车制造、电子组装、食品加工等行业，适用于焊接、装配、搬运、喷涂等作业。例如在汽车制造中进行车身焊接、零部件安装，在电子产品生产线上进行精密组装等

SCARA 机器人主要用于装配，如电路板上的元件插装、塑料部件的组装等。由于其专门从事横向运动，相比圆柱坐标型和直角坐标机器人，SCARA 机器人可以更快地移动并且更容易集成

并联机器人用于快速取放或产品转移应用，主要功能有抓取、包装和码垛等。例如在食品饮料行业的包装线上快速抓取产品进行装箱，在医药行业中进行药品的分拣和包装等

直角坐标机器人在大多数工业应用中使用，在配置方面提供了灵活性，适合特定的应用需求。可提供高定位精度以及承受重型物件的能力，常用于搬运与上下料

圆柱坐标机器人主要用于拾取、旋转和放置材料的简单应用。例如在仓库中进行货物的拣选和放置，在制造业中进行简单的物料搬运等

协作机器人可用于自动化重复的、不符合人体工程学的任务，例如取放重型零件、机器进给和最终组装。在医疗领域辅助医生进行手术操作，在教育领域作为教学工具等也有应用

2、工业机器人行业的市场规模

国际机器人联合会（IFR）、中国电子学会统计数据显示，2013 年-2018 年全球工业机器人市场规模一直处于稳步上升趋势，2018 年已经达到 165 亿美元，但是在 2020 年这一趋势下降到了 136亿美元。2021 年再度迎来反弹，增至 175 亿美元。IFR 预测 2024 年全球工业机器人市场规模达到230 亿美元。《2024-2029年工业机器人行业发展现状及深度调研咨询分析报告》显示，2022 年中国工业机器人市场规模达到 585.17 亿元，2023 年市场规模约为 665.88 亿元。思瀚产业研究院分析师预测，2024 年中国工业机器人市场规模将增至 726.42 亿元。

根据《中国制造业重点领域技术创新绿皮书—技术路线图（2023）》，我国工业机器人发展的目标、重点产品和技术路线图为：

目标到 2025 年，我国成为全球机器人技术创新策源地、高端制造集聚地和集成应用新高地。一批机器人核心技术和高端产品取得突破，整机综合指标达到国际先进水平，关键零部件性能和可靠性达到国际同类产品水平。机器人产业营业收入超过 2,500 亿元。形成一批具有国际竞争力的领军企业及一大批创新能力强、成长性好的专精特新“小巨人”企业，建成3-5 个有国际影响力的产业集群。制造业机器人密度实现翻番。

到 2030 年，我国机器人产业整体水平迈入全球第一梯队，形成一批影响力大、带动性强的原创性科技成果，建成完整的产业发展生态体系。到 2035 年，我国机器人产业综合实力达到国际领先水平，机器人成为经济发展、人民生活、社会治理的重要组成。

重点产品（1）工业机器人提升国产工业机器人性能及质量，使国产工业机器人在焊接、搬运、喷涂、加工、装配、洁净生产等领域实现规模化应用。积极研发能够满足智能制造需求，特别是与小批量定制、个性化制造、柔性制造相适应的，可完成动态、复杂作业使命，可与人类协同作业的机器人，不断拓展产品应用领域，主导国内市场。

（2）智能控制器研发具有高实时性、高可靠性、多处理器并行工作或多核处理器的控制器硬件系统，实现标准化、模块化、网络化。突破多关节高精度运动解算、运动控制及智能运动规划算法，提升控制系统的智能化水平及安全性、可靠性和易用性。

（3）智能一体化关节研制机构/驱动/感知/控制一体化、模块化机器人关节，研发伺服电机驱动、高精度谐波传动动态补偿、复合型传感器高精度实时数据融合、模块化一体化集成等技术，实现高速实时通信、关节力/力矩保护等功能。

（4）软件技术重点突破机器人操作系统、正向设计软件、仿真优化与应用工艺软件、集成系统仿真与示教软件、数字孪生软件、用户端应用软件 App 等。

3、工业机器人行业发展趋势

（1）智能化、集成化、一体化趋势明显

随着电力电子技术的进步，控制层、驱动层和执行层产品会向小型化方向发展，整个自动化控制系统的集成度会越来越高，“控制+驱动”集成产品，“驱动+执行”集成产品会越来越普及，甚至会朝着“控制+驱动+执行”集成产品方向发展，工业机器人将成为一个节点的智能终端，具备打造贯穿全流程生产、全供应链运营、全生命周期管控的一体化智能制造方案解决商将成为市场的主流。

驱控一体是指将伺服系统中的驱动器与上位机控制器集成在一起，实现缩小体积、减轻重量和提高性能的目的。驱控一体可在有效提高伺服系统灵活性、可靠性的同时降低成本，使伺服系统在更短的时间内完成复杂的控制算法，通过共享内存即时传输更多的控制、动态信息，提高内部通信速度。

近年来，中外企业都相继推出驱控一体产品，一体化集成不局限于驱动器与控制器间的集成，同样适用于驱动器与电机。传统的控制器、伺服驱动器、伺服电机可两两结合集成，用一体化集成的思路实现结构的简化以及效率的提高。

（2）技术创新不断加速

在当前的工业自动化和智能制造领域，工业机器人技术的创新正在以前所未有的速度加速发展，不仅极大地扩展了其应用范围，而且提高了生产效率和灵活性。这种技术进步主要得益于人工智能（AI）、机器学习、高级传感技术、云计算以及物联网（IoT）的综合应用，使得工业机器人能够执行更复杂的任务，同时实现更高水平的自主性和智能化。

未来，工业机器人技术的创新集中体现在几个方面：首先是增强的感知能力，通过集成更先进的视觉和触觉传感器，机器人能够更准确地识别和操纵复杂或未知形状的对象，使其在无人监督的情况下也能高效工作。其次，通过机器学习和人工智能算法的应用，工业机器人能够从经验中学习并优化其操作策略，实现自我调整以适应生产线上的变化。

（3）持续向新兴应用领域拓展

随着工业机器人技术的不断进步，其在传统制造业中将得到更深入应用，同时还将开启其在非传统领域的广泛应用前景。目前，工业机器人的应用范围正在迅速扩大，除了传统的汽车制造、电子和电气制造等行业外，目前已经逐步延伸到医疗卫生、农业、环境监测、服务业等多个新兴领域。例如，在医疗领域，通过精细操作能力和远程控制技术的结合，机器人能够辅助或直接执行精确的外科手术；在农业领域，通过集成多种传感器和数据分析技术，机器人能够实现作物的精准种植和管理，从而提高产量和资源使用效率。

根据 Grand View Research 的报告，全球医疗机器人市场预计在 2020 到 2027 年间的年复合增长率将达到 17.3%。这一增长部分得益于机器人技术在手术辅助、康复、药物分发和实验室自动化等领域的应用扩展。

MarketsandMarkets 的研究预测，全球农业机器人市场规模将从 2020 年的 48亿美元增长到 2025 年的 125 亿美元，年复合增长率达到 21.1%。这反映了机器人技术在提高农业生产效率、减少劳动力需求方面的潜力。

虽然新兴应用领域的工业机器人市场仍处于发展初期，但它们正展现出显著的增长潜力。未来随着工业机器人应用技术的不断成熟与积累，工业机器人的应用领域将得到进一步拓展。

（4）国产机器人逐渐崛起，逐渐占据更多的市场份额

根据 MIR DATABANK 数据统计，2024 年国产工业机器人厂商市场份额提升至 52.3%，销量同比增长 20%，远高于整体市场增速。从应用端来看，随着国产厂商持续放量、规模化生产效应使成本优势进一步凸显，除在汽车零部件、电子、光伏、锂电等领域抢占了部分外资厂商的市场份额，同时也在积极布局进入一些当前机器人应用规模较小但未来增长潜力较大的行业，如船舶等。在 2017年，中国仅有 1 家厂商进入全球 TOP10，而到了 2024 年已有 4 家国产厂商跻身 TOP10 行列，分别是埃斯顿、汇川技术、埃夫特、珞石股份。其中，国产厂商中埃斯顿、汇川技术年出货量均超过 2 万台，同比实现快速增长。

（5）中国工业机器人密度与制造业强国仍有差距，增长潜力较大

根据 IFR 数据显示，2023 年我国工业机器人密度为 470 台/万人，位居世界第二，较 2022 年的392 台/万人提升显著，同期韩国、德国和日本的工业机器人密度分别为 1,012 台/万人、429 台/万人和 419 台/万人。《“十四五”机器人产业发展规划》的发展目标明确指出到 2025 年我国制造业机器人密度相较于 2020 年 246 台/万人将实现翻番，这意味着 2025 年工业机器人密度将达 500 台/万人。综上，在中国庞大的制造业就业人数的背景之下，国内工业机器人市场必将迎来更为广阔的增长前景。

（6）制造业转型升级迫在眉睫，工业机器人取代人工是大势所趋

随着国内劳动力成本的上升、人口红利的进一步减弱，我国制造业转型升级的需求迫切，“机器取代人”已成为必然的发展方向，工业机器人及智能制造产业的发展有着长期的内在驱动力，未来增长前景可期。

根据国家统计局数据，我国劳动年龄人口比例由 2013 年的 67.6%下降至 2024 年的 60.9%，11年间降幅达 6.7 个百分点；相对应的是我国制造业非私营单位年平均工资由 2013 年的 4.64 万元快速增至 2024 年的 10.80 万元，年复合增长率为 8.0%。劳动力成本的上升、人口红利的减弱，给我国制造业转型升级带来巨大的压力，工厂生产制造将必然向自动化、智能化方向发展，“机器取代人”成为不可逆的发展趋势。

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